第4讲印制电路板制作工艺

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,http:/, PCB,文档的打印,对一个,PCB,设计项目而言，为了保存资料、检查或者是为了交付生产等目的，在设计完成后以及设计过程中，都经常需要将,PCB,板图打印输出。,Protel,2004,的打印功能允许各种复杂的设置。从最为实用的角度讲，允许任选一个层单独打印，也允许将多个层作为一组打印，如何合理地进行打印配置将是一个关键的问题。,由于,PCB,的板图文件基于层的设计及管理模式，在默认方式下，,Protel,2004,会将当前,PCB,文件中所有激活的工作层,(,不管你是否真的用到，也不管在编辑区显示与否,),一并打印。,除非该文件极其简单，比如少数单层板，否则，在绝大多数情况下，印制导线交叉混叠不会符合设计者的打印意图，结果就可能毫无意义。,但这并不意味着把所有的层一一分开打印就是正确的做法。,一方面，各层之间存在的或多或少的关联被人为切断，不利于阅读或出于特殊目的的使用。以一块双层板为例，如果将顶层、底层及顶层丝印层等均作单独打印，那么，每层的对象在,PCB,上的位置以及不同层对象之间的相对位置将很难搞清。,另一方面，一些层所包含的信息为生产加工所必须，但对于并不介入生产过程的设计者而言，将它们单独打印出来几乎毫无意义，比如阻焊层、助焊层、多维层及多层板的内部信号层等。,4.1 PCB,文档的打印,4.1.1,双层板的打印,1,、打开文件，在编辑区任意位置右击，系统弹出快捷菜单，选择,【PCB,板层次颜色,】,选项，系统弹出,【,板层和颜色,】,设置对话框，单击,【,选择使用的,】,按钮后，单击,【,确认,】,按钮返回，将当前,PCB,没有使用的层给去掉，只保留当前实际使用的板层。,图,4.1 Routed Board 1.pcbdoc,的原始板层,图,4.2,打开板层设置面板,图,4.3,板层设置对话框,图,4.4,当前实际使用的板层,2,、打印预览及配置,单击,【,文件,】|【,打印预览,】,命令，系统弹出打印预览窗口。这是系统默认配置方式下的打印效果图，板层的对象交叉混叠。,我们需要打印,3,份图纸，一份是顶层的布线情况，一份是底层的布线情况，一份是顶层丝印层的元件布局情况。,分开打印，每张图纸中包含,PCB,的轮廓线。,PCB,的轮廓线没有专门在机械层绘制及标注，禁止布线层的图形充当了所要的轮廓线的角色。,因此，我们所要的顶层图纸实际配置为“顶层禁止布线层”，底层图纸实际配置为“底层禁止布线层”，顶层丝印层则为“顶层丝印层禁止布线层”。,图,4.5,系统默认配置方式下的打印效果图,具体操作步骤如下：,(1),在该预览窗口的任意位置右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,配置,】,选项。系统弹出,【PCB,打印输出属性,】,设置对话框。该对话框显示当前包含一个名为,Multilayer Composite Print(,多层复合打印,),的打印任务，其中包含当前使用的所有板层。,(2),将当前打印任务作为顶层。为此需要删除其中无关的,3,个板层，即底层,(,BottomLayer,),、顶层丝印层,(,TopOverlay,),和多维层,(,MultiLayer,),。,先删除底层，用鼠标在,BottomLayer,上右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,删除,】,选项。系统弹出确认提示框，单击,Yes,按钮，底层即被删除。,用同样的方法删除顶层丝印层及多维层，此时只剩下顶层,(,TopLayer,),和禁止布线层,(,KeepOutLayer,),。为了打印结果能更接近于真实的,PCB,视图，应将,PCB,的钻孔显示出来。为此选中该对话框中的,【,孔,】,复选框。至此完成了顶层打印的配置。,此时单击,【,确认,】,按钮，可以看到顶层打印的效果。,图,4.6,打开,PCB,打印输出属性设置面板,图,4.7 【PCB,打印输出属性,】,对话框,图,4.8,删除底层,图,4.9,底层删除确认提示框,图,4.10,顶层配置后的结果,图,4.11,顶层打印效果,(3),增加底层打印任务。重新打开,【PCB,打印输出属性,】,设置对话框，在该对话框任意空白区域右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,插入打印输出,】,选项。,系统新建默认名为,New,PrintOut,1,的打印任务，将鼠标指针移到,New,PrintOut,1,上右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,插入层,】,选项。系统弹出,【,层属性,】,设置对话框，在,【,打印层次类型,】,下拉列表框中选择,BottomLayer,选项。,单击,【,确认,】,按钮返回，此时底层已经被添加到当前任务中，同样的方法，将禁止布线层添加到当前打印任务中，注意，同样选中,【,孔,】,复选框。至此完成了底层打印的配置。,(4),增加顶层丝印层打印任务，用同样的方法配置顶层丝印层，至此，,3,个打印任务的板层配置结束。,(5),单击,【,确认,】,按钮返回，此时在打印预览窗口中已经可以看到,3,个打印任务的打印效果图，可以通过按,PageUp,或,PageDown,键进行放大或缩小预览，。,图,4.12,插入,(,增加,),新的打印任务,图,4.13,插入,(,增加,),板层,图,4.14,选择,BottomLayer,选项,图,4.15,打印任务的板层配置结果,图,4.16 3,个打印任务的预览,图,4.17,底层打印效果图,图,4.18,顶层丝印层打印效果图,3.,打印,打印之前需要对页面以及打印机进行设置。,(1),页面设置,打开打印预览窗，在其中的任意地方单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，选择,【,页面设定,】,选项。,系统弹出页面设置面板，其中包括纸张大小设置、打印方向设置、打印比例模式及比例系数设置、矫正系数设置以及颜色设置等。如设置,【,刻度模式,】,设置为,Scaled Print(,比例打印,),，,【,刻度,】,设置为,1,，即,11,的比例，,【,修正,】,设置为,1,，即无需矫正，,【,彩色组,】,设置为单色，,A4,幅面，横向打印。页面设置结束，单击,【,确认,】,按钮返回打印预览窗口。,(2),打印机设置,在打印预览窗口的任意处右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,打印设定,】,选项。,系统弹出打印机设置面板，其中包括打印机选择、打印机属性设置等，如何设置取决于设备的配置状况及打印的意愿。值得注意的是，在,【,打印范围,】,选择组中的,【,当前页,】,单选按钮指打印预览窗中高亮显示的任务。单击,【,确认,】,按钮确认，返回打印预览窗口。,图,4.19,选择,【,页面设定,】,选项,图,4.20,页面设置,图,4.21,选择,【,打印设定,】,选项,图,4.22,选择,【,打印设定,】,选项,(3),打印,以上两项正确设置后，即可进行打印。在打印预览窗的任意处右击，系统弹出快捷菜单，选择,【,打印,】,选项。,系统再次弹出打印机设置面板，单击,【,确认,】,按钮，开始打印。,图,4.23,选择,【,打印,】,选项,4.1.2,单层板及多层板的打印,相对于双层板而言，单层板的打印要简单得多。在单层板比较简单、印制导线密度较低的情况下，可以将所有的层一并打印，通常这不会造成混乱，如果采用彩色打印方式、打印效果将更不成问题，甚至于，当选择灰度打印时，在顶层丝印层本身较淡的情况下，将元件轮廓与印制导线区分开来也并不困难。如果需要的话，当然还可以将底层和顶层丝印层分别打印，与双层板打印类似，描述,PCB,轮廓的板层应该被配置在任何一个打印任务中。,对于多层板，相对而言，能从,PCB,实物中看到的板层更有打印价值。如果该多层,PCB,所有元件都集中于顶层一侧，打印任务及配置可以参照双层板。如果,PCB,元件采用双面安装，应该增加一个打印任务，即将底层丝印层打印出来。当然，也有一些双面板会采用双面安装,(,通常是双面贴,),的方式，处理方法与此相同。,4.2 PCB,的交付,PCB,项目设计结束后的下一步工作是交付生产厂商制造。向生产商提供什么样的文件受多方面因素的影响，这是很实际的问题。,就生产商而言，生产设备和生产技术往往彼此不一，相差悬殊，在此粗略地将其分成两类：一种是工艺设备比较落后的小厂，这些小厂的生产过程大量采用手工操作方式，生产的是档次较低的产品，这类工厂更习惯于接受客户的打印稿。通过照相制版，获取用于制作丝网的负片，进而通过丝网印刷的方式将,PCB,板图印制到覆铜板上，再通过腐蚀、钻孔等数十个工序完成,PCB,的生产。制版效果的好坏从根本上决定最终产品的质量，显然，作为最原始样本的打印件，打印质量至关重要。客户提供的打印稿，一般是,41,的比例放大稿，即,PCB,的打印长、宽分别是实际长宽的,2,倍，但这并不绝对，假如,PCB,印制导线本身较宽并且布线密度又很低，则没有放大的必要。,另一种是专业厂家，拥有先进的设备和强大的技术力量，客户只需提供该,PCB,的电子文档即可，这里所说的电子文档包含两种情况：一种是设计者本人提供的可以直接为生产所用的文档，包含,Gerber(,底片,),和,NC drill(,数控钻,),等文件，,Protel,2004,具有自动生成这些文件的功能；另一种是将,PCB,文档直接交付，由制造工程师作处理，这种处理和实际生产设备直接相关。,对于设计人员来讲，往往对生产并不熟悉，所以自行处理的生产文件很可能并不恰当，比如,Protel,2004,允许设计者自由地设置各种各样的孔径，但是用于钻孔的钻头是标准件，规格不可能是任意的。所以，对于绝大多数设计者而言，直接交付,PCB,文档即可。,目前普遍采用的交付方式，往往是一个简单快捷的,E-mail,。通常，生产商会首先为客户打样并等待客户的反馈信息，在客户检查及试用没有问题后才开始批量生产。,4.3,印制线路板制作工艺流程,一、手工制作,（一）印刷电路板基本制作方法,1,、用复写纸将布线图复制到复铜板上：复制前应先用锉刀将复铜板四周边缘锉至平直整齐,而且尺寸尽量与设计图纸尺寸相符,并将复写纸裁成与复铜板一样的尺寸,为了防止在复制过程中产生图纸移动,故要求用胶纸将图纸左右两端与印刷板贴紧。,2,、先用钻床将元件插孔钻好,一般插孔直径为,0.9-1MM,左右,可采用直径为,1MM,的钻头较适中,如果钻孔太大将影响焊点质量,但对于少数元件脚较粗的插孔,例如电位器脚孔,则需用直径为,1.2MM,以上的钻头钻孔。,3,、贴胶纸：先用刀片将封箱胶纸切成,0.5-2.0MM,3-4MM,多种宽度的胶纸条后再进行贴胶,贴胶时应根据线条所通过的电流大小及线条间的间隙来适当选择线条的宽容。,一般只需采用,2-3,种宽度即可,为了保证制作工艺水平,尽可能不要采用过宽或过窄,如需要钻孔的线条其宽度应在,1.5MM,以上,才不致于在钻孔时将线条钻断,贴胶时还应注意控制各相邻线条的间隙不要太小,否则容易造成线条间短接,贴胶时一定超过钻孔,1MM,左右,这样才能保证焊眯质量。,若采用电脑布图及常规制板技术,因设有焊盘,其焊盘直径分为,0.05,、,0.062,、,0.07,英寸等多种尺寸供布图设计时选用,一般设计时大多数取直径为,0.062,英寸（即为,1.55MM,）左右的焊盘,;,线条宽度不仅受插孔孔径的限制,也受到线条外邻近焊盘的限制。,4,、对,IC,的脚位的定位要准确,钻孔时不要钻偏,故一般采用钻孔后贴胶的制板方式。,5,、为了提高手工制版工艺水平,也可在插孔上设置圆形焊盘,这可采圆形贴胶片或采用油漆先在孔位上制作圆形焊盘,待油漆干了,再进行贴线条,也可以采用油漆画线条,一般可用鸭嘴笔作画线条工作。,（二）印刷板制作工艺流程,制板工艺程序：修整板周边尺寸,-,复制,-,钻孔定位,-,贴胶,-,腐蚀,-,清洗,-,去胶,-,细砂纸擦光亮,-,涂松香水。,1,、先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸擦光亮,再用复写纸将布线图复制到复铜板上。,2,、用直径,1.0mm,钻头钻孔、定位口,再进行贴胶（或上油漆）。,3,、贴完胶